Diplomarbeiten 2021 Bachelorstudium Bauingenieurwesen - Fachhochschule Graubünden

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Diplomarbeiten 2021 Bachelorstudium Bauingenieurwesen - Fachhochschule Graubünden

Bachelorstudium Bauingenieurwesen

Diplomarbeiten 2021

Liebe Diplomandinnen und Diplomanden

Unterwegs zu einem praxisorientierten akademischen Titel spielt auch das lebenslange Lernen eine immer wich-
tigere Rolle. Die Erweiterung und Vertiefung des eigenen Wissens und der Erwerb neuer Qualifikationen und Kom-
petenzen sind je länger desto mehr auch über das Studium hinaus gefragt. Mit dem erreichten Bachelorabschluss
der Fachhochschule Graubünden haben Sie eine wichtige Etappe auf Ihrem persönlichen Bildungsweg erreicht.
Ich gratuliere Ihnen herzlich dazu! Ein Studium erfolgreich zu absolvieren, erfordert einen grossen Einsatz. Sie
haben es geschafft, haben Ihr Ziel nie aus den Augen verloren, und dies hat sich gelohnt. Nun dürfen Sie aufat-
men und Ihren Erfolg geniessen.

Wir verstehen uns als treue Begleiterin auf diesem Weg des lebenslangen Lernens – als Weggefährtin, auf die
man auch noch zählen kann, wenn man das Diplom schon in den Händen hält. In der Zeit Ihres Bachelorstudiums
haben wir Sie auf Ihren Einstieg ins Berufsleben als Akademikerinnen und Akademiker vorbereitet und begleiten
Sie auch über ihr Studium hinaus. Es war unser Ziel, neben den fachlichen Inhalten Sie auch zu einer verantwor-
tungsvollen Fach- und Führungskraft auszubilden. Wir wünschen uns, dass die FH Graubünden für Sie als Ort
des Hinterfragens in Erinnerung bleibt, denn ein solcher Ort ist der Nährboden für Wissenschaft und ganzheitli-
che Bildung.

Es würde uns freuen, Sie wieder einmal an Ihrer Fachhochschule begrüssen zu dürfen; sei es als Alumna oder
Alumnus, oder natürlich auch als Student respektive Studentin eines konsekutiven Master- oder Weiterbildungs-
angebots. Bleiben wir in Kontakt!

Fachhochschule Graubünden

Prof. Jürg Kessler
Rektor

Geschätzte Leserin, geschätzter Leser

Sie halten die Broschüre der Diplomarbeiten 2021 in Ihren Händen — eine Zusammenfassung aller erfolgreichen
Bachelor Thesen des vergangenen Studienjahres.

Die Arbeiten zeigen auf eindrückliche Weise, was Bauingenieurinnen und Bauingenieure für den Berufsalltag
qualifiziert: ein grundlegendes Verständnis zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen und deren praxisgerech-
ter Umsetzung. Ebenso lassen sich im Detail Engagement und die Faszination für den Beruf des Bauingenieurs
erkennen.

Die erfolgreiche Umsetzung der Arbeiten wurde durch Partner aus der Wirtschaft unterstützt, welche die Aufga-
benstellung initiierten und mit Daten, Plänen oder weiteren Informationen die Grundlagen lieferten. Unser Dank
gebührt ihnen ebenso, wie den Betreuer und Experten, welche die Arbeiten mit Interesse und Engagement beglei-
teten und damit den Praxisbezug sicherstellten.

Wir gratulieren allen Studierenden zur gelungenen Bachelor Thesis und wünschen ihnen viel Freude und Begeis-
terung in der neuen Verantwortung. Ihnen, geschätzte Leserinnen und Leser wünschen wir einen spannenden
Einblick die Welt des Planens, Konstruierens und Bauens.

Fachhochschule Graubünden

Prof. Dr. Imad Lifa
Institutsleiter Institut für Bauen im alpinen Raum
Studienleiter Bauingenieurwesen

Inhalt

Projekt                                 Diplomand/-in

Revitalisierung Escherkanal,            Bernardo Bonifazi          8
Glarus Nord

Tragwerksentwurf Holzstall mit          Rafael Gstöhl             10
Hängedrehkran

Felderprobung rahmensteifer Schwellen   Soraya Herold             12

Gebäudefundation in                     Sören Honegger            14
Seeablagerungen mittels KPP

Strassenbrücke Val da Tersnaus          Silvan Valentin Huonder   16

Fussgängerbrücke Hotel «Turitg»         Benjamin Hurni            18

Lochlitobelbrücke St. Martin:           Sebastian Klaus           20
Holzvariante

Ersatzbauwerk Saanequerung              Michael Korner            22
Gümmenen, BLS

Konstruktive Sicherheit eines           Albin Kretz               24
Speichersees

Projekt                                Diplomand/-in

Lehnenbrücke Stalusa I                 Andrea Luca Lenz    26

Holzfussgängerbrücke über              Raul Negri          28
den Schächen

Strassenkorrektion Alvaneu Dorf,       Selina Oberhauser   30
innerorts

Strassenkorrektion                     Enrico Riedi        32
Prättigauerstrasse H28a

Strassenkorrektion                     Lukas Schierscher   34
Prättigauerstrasse H28a, Abschnitt
Wijeregg – Ober Laret (km 1.7 – 4.0)

Verformungsanalyse einer tiefen        Alexandra Signer    36
Baugrubensicherung

Gesamtverkehrskonzept Splügen          Saskia Stocker      38

Verbauung Ova dal Munt                 Cédric Wellinger    40

Revitalisierung Escherkanal, Glarus Nord
Bernardo Bonifazi
» Betreuer: Benno Zarn, Dr. sc. techn., dipl. Bau-Ing. ETH
» Experte: Peter Mosimann, BSc Bauingenieur FHO

In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit einer Flussauf- Das Variantenstudium zeigte, dass der Erhalt des gegen
weitung eines Abschnittes des Escherkanals unter- die Talebene gerichteten Aussendammes die beste
sucht. Der Escherkanal ist Teil des Linthwerkes, welches Option ist. Somit soll der Kanal gegen den Berg hin auf-
die Linthebene entwässert. Der Escherkanal führt die geweitet werden. Zudem stellte sich heraus, dass eine
Glarner Linth in den Walensee. Kiesbewirtschaftung eine gute Lösung für das Geschie-
beproblem darstellen könnte.
Für das Projekt wurden Aspekte wie Hochwassersicher-
heit, Landbedarf und Wirtschaftlichkeit untersucht. Eine Die Erarbeitung des Projektes zeigte, dass eine Aufwei-
weitere grosse Frage war, wie mit dem Geschiebe tung im Kundertriet gut denkbar ist. Das Land im Kun-
umgegangen werden soll. dertriet ist bereits im Besitz des Linthwerkes und für
die Aufwertung der ökologischen Verhältnisse des
Escherkanals wäre diese Aufweitung ein wichtiger
Schritt.

Übersicht Projektperimeter

Situation Aufweitung Kundertriet

     Längenprofil rechts (Bergseitig)

        Längenprofil links (Talseitig)

              Querprofil bei Überlauf

9

Tragwerksentwurf Holzstall mit Hängedrehkran
Rafael Gstöhl
» Betreuer: Daniel Schmid, BSc Holzbauingenieur TST
» Experte: Rolf Bachofner, Holzbauingenieur FH

Die Bachelor Thesis „Tragwerksentwurf Holzstall mit
Hängedrehkran“ behandelt den Entwurf und die Statik
eines Holztragwerks. Dabei wurden zu Beginn Grund-
lagen gesammelt, eine Nutzungsvereinbarung erstellt
und Gefährdungsbilder ermittelt. In einem nächsten
Schritt wurden zwei Hauptvarianten für das Tragwerk
am Dach untersucht, vorbemessen und im Rahmen
einer Sensitivitätsanalyse miteinander verglichen. Dabei
wurde zum einen ein liegendes Fachwerk untersucht,
welches auf Holz- und Betonstützen aufliegt und zum
anderen eine Variante mit biegesteifen Binderrahmen.
Nach der Wahl der Bestvariante wurden zudem die Aus-
steifungen an Giebel- und Längswänden konzeptionell
gelöst. Ausserdem wurden Heuwände, Heuboden und
Stützen bemessen. Danach wurden kritische Details
gelöst und berechnet und zuletzt entsprechende Über-
sichts- und Detailpläne gezeichnet.

                                                                Schnitt

                                                           10

Grundriss Dachgeschoss

        Grundriss Heuboden

11

Felderprobung rahmensteifer Schwellen
Soraya Herold
» Betreuer: Manuel Zimmermann, MSc ETH Bau-Ing.
» Experte: Patrick Braess, Dr. sc. ETH Zürich Dipl.-Ing.

Da die Rhätische Bahn auf gewissen Strecken ständig
auftretende Probleme mit der Bogenatmung hat, wur-
den Überlegungen getätigt, wie und ob man diese Gleis-
lagefehler minimieren kann. In der Semesterarbeit im
Herbst 2020 wurde eine Stahlplatte berechnet, um
genau diese Probleme in den Griff zu bekommen. Zur
Überprüfung der Wirksamkeit dieser Stahlplatten wer-
den Bogenatmungsmessungen auf einer Teststrecke
erstellt. Der zeitliche Ablauf sieht vor, dass zuerst eine
Bogenatmungsmessung ohne die neuen Stahlplatten
gemacht wird. Anschliessend sollen die Stahlschwellen
mit den Platten verschweisst werden, um eine zweite
Bogenatmungsmessung durchzuführen. Anhand der
Auswertung beider Messresultate kann abgeschätzt
werden, ob die neuen Platten die Verschiebungen nach
Bogenaussen reduzieren konnten und wie sich der
Bogen verhält. Die Resultate der Messungen zeigen,
dass die eingebauten Stahlplatten eine Verbesserung
der Verschiebung nach Bogenaussen erbracht haben.

                                                                  Versuchsmethodik mit Mephisto

                                                             12

Verschweissen der Stahlschwellen mit Stahlplatten

                    Resultate Bogenatmungsmessung

13

Gebäudefundation in Seeablagerungen mittels KPP
Sören Honegger
» Betreuer: Hansjörg Vogt, Dipl. Ing. ETH, M.Eng. RPI
» Experte: Imad Lifa, Prof. Dr. Ing. TU/SIA

Es soll ein Dienstleistungszentrum mit zwei Unterge-
schossen im Grundwasser in einem schlecht tragfähi-
gen Baugrund aus Seeablagerungen fundiert werden.
Im Vorprojekt werden die Fundationsarten Plattengrün-
dung, Pfahlfundation und KPP mittels Variantenstudi-
um geprüft und vordimensioniert. Dabei besticht die
KPP als Bestvariante durch eine Mischung von tiefen
Setzungsrisiken und Kosteneffizienz. Im Bauprojekt
wird das KPP-Konzept detaillierter ausgearbeitet und
auf die gesamte UG-Fläche erweitert. Die Bemessung
erfolgt durch Unterstützung des Programms DC-Pfahl-
rost, wobei alle Nachweise zur Tragsicherheit und
Gebrauchstauglichkeit erbracht werden. Mit dem erar-
                                                                                      Visualisierung Fundation
beiteten System werden die Setzungen auf 30 mm
begrenzt. Auf dem Bauprojektplan sind die ausgearbei-
teten Dimensionen, Pfahl Typen und Anordnungen,
sowie technische Lösungen gegen das Durchstanzen
abgebildet. Für die Fundation wird ein Kostenvoran-
schlag von etwa 1,3 MCHF errechnet.

                                                             Grundriss Kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP)

                                                        14

Detail Durchstanzen inkl. Zug- und Druckbewehrung in der Platte

Pfahl Typ 3                                       Pfahl Typ 4 unter Erdbebenwand

              15

Strassenbrücke Val da Tersnaus
Silvan Valentin Huonder
» Betreuer: Angelo Berweger, MSc ETH Bauingenieur
» Experte: Karl Baumann, Dipl. Bauingenieur ETH/SIA

Die Uorsertobelbrücke liegt auf dem Strassenabschnitt Die neue Brücke wird in Form eines Betonsprengwer-
„Val da Tersnaus – Sontga Catrina“. Die bestehende kes geplant. Die Spannweiten des 3-Feldträgers sind
Brücke weist erhebliche Schäden auf und wurde der 14.00 - 18.50 - 14.00 m. Der Überbau besteht aus einem
Zustandsklasse 3 zugewiesen. Hinzu sind Schäden in schlaff bewehrten Plattenquerschnitt. Der Querschnitt
der Fahrbahn im kompletten Strassenabschnitt vorhan- weist beim Auflager sowie im Mittelfeld eine Höhe von
den. Abgesehen von den Schäden weist der Strassen- 55 cm auf. Über den Pfeiler ist der Querschnitt 100 cm
abschnitt ein schmales Lichtraumprofil sowie einer stark. Der Pfeilerquerschnitt ist 2.50 – 4.00 m breit und
engen Linienführung im Bereich der Val Tersnaus auf. 0.80 m stark.

Im Rahmen der Bachelor Thesis wird die neue Brücke Zusammen mit der Erstellung der Brücke muss ein Fel-
bis zum Stand eines Bauprojektes projektiert. Um eine sabtrag ausgeführt werden sowie eine Felssäuberung
möglichst gute Lösung zu finden wir in einem Varian- und -sicherung angewendet werden. Die Bauzeit beläuft
tenstudium 5 verschiedene Varianten untersucht und sich auf rund 6 Monate und die Gesamtkosten für das
verglichen. Die daraus folgende Bestvariante wird wei- gesamte Projekt betragen ca. 1.9 Mio sFr.
terbearbeitet, bemessen und bezüglich der Tragsicher-
heit und Gebrauchstauglichkeit nachgewiesen.
Anschliessend wurde das Bauprogramm sowie die Bau-
kosten ermittelt.

Lage der Brücke Felswand Seite Vals mit Lage des Widerlagers

Grundriss

      Querschnitt

     Längsschnitt

17

Fussgängerbrücke Hotel «Turitg»

Diplomand Benjamin Hurni
Fussgängerbrücke Hotel «Turitg»
Referent Thomas Entner
Korreferent
Benjamin Hurni Pascal Fleischer
» Betreuer: Thomas Entner, Dipl.-Ing. FH
» Experte: Pascal Fleischer, Dipl. Bau-Ing. MSc/ETH/HTL/SIA
In der Stadt Zürich soll für ein Hotel eine skizziert. Zudem sind Bauteile, wie der
Verbindungsbrücke für Fussgänger er- Gehbelag oder die Dacheindeckung be-
In der Stadt Zürich soll für ein Hotel eine Verbindungs- Fürstimmt
die gewählte VarianteDrei
worden. wurden allediesen
von Stahlprofile, mit
Varian-
stellt werden, welche das Hotelgebäude
brücke für Fussgänger erstellt werden, welche das bedacht auf die Knotengestaltung, dimensioniert. Bei
mitHotelgebäude
dessen Tribünemit dessenverbindet. DieDie
Tribüne verbindet. Brü-
Brücke derten wurden
Gestaltung schlussendlich
der Knoten vordimensi-
wurden möglichst einfache
ckehathat
eineeine Gesamtlänge
Gesamtlänge von 29.5 m von 29.5
und hat eine m
Höhe onierterarbeitet,
Systeme und miteinander Verglichen.
um eine reibungslose AufrichtungDer
von gesamthaft 19.25 m. Der Brückenquerschnitt soll
und hat eine Höhe von gesamthaft Entscheid fiel auf eine Mischung aus
in drei Hauptteilen zu ermöglichen.
2.0 m breit und maximal 3.25 m hoch sein. Gewünscht
19.25
wurdenm.eineDer
dichteBrückenquerschnitt soll
Dacheindeckung und eine transpa-
der wirtschaftlichsten und der ästhe-
2.0rente
m breit und als
Verglasung maximal 3.25 m Das
Absturzsicherung. hoch Hotel tischsten Variante.
wünschte sich eine schlichte
sein. Gewünscht wurden eine dichte und möglichst wirtschaft-
liche Ausführung der Brücke. Für die gewählte Variante wurden alle
Dacheindeckung und eine transparente Stahlprofile, mit bedacht auf die Kno-
Verglasung als Absturzsicherung.
Für das Vorprojekt wurden mehrere Varianten Das einer tengestaltung, dimensioniert. Bei der
Hotel wünschte sich eine schlichte undwie
möglichen Brücke skizziert. Zudem sind Bauteile,
Gestaltung der Knoten wurden mög-
der Gehbelag oder die Dacheindeckung bestimmt wor-
möglichst wirtschaftliche Ausführung lichst einfache Systeme erarbeitet, um
den. Drei von diesen Varianten wurden schlussendlich
dervordimensioniert
Brücke. und miteinander Verglichen. Der Ent- eine reibungslose Aufrichtung in drei
scheid fiel auf eine Mischung aus der wirtschaftlichsten
Fürund
dasderVorprojekt
ästhetischstenwurden
Variante. mehrere Va-
Hauptteilen zu ermöglichen.
rianten einer möglichen Brücke

Längsansicht Längsansicht

Detail Trägerverbund   Detail Trägerverbund

                                                     Schnitt Stützenverund

3D Ansicht Tragwerk      3D Ansicht Tragwerk                                 Schnitt Stützenverbund

                                                19

Lochlitobelbrücke St. Martin: Holzvariante
Sebastian Klaus
» Betreuer: Daniel Schmid, BSc Holzbauingenieur TST
» Experte: Rolf Bachofner, Holzbauingenieur FH

Die 1959 erbaute Betonbrücke über das Lochlitobel Hinsichtlich der Aufnahme der verkehrstypischen Las-
erschliesst die Fraktion St. Martin in Ruin bei Obersa- ten sowie des konstruktiven Holzschutzes, konnte sich
xen. Aufgrund ihrer geringeren Breite und des schad- bei einem Variantenvergleich eine Holz-Beton-Ver-
haften Zustandes soll ein Neubau den Bestand bund-Konstruktion durchsetzen. Die Betonplatte nimmt
ersetzen. Da für die Bauherrschaft dabei eine kurze dabei die Druckkräfte und vier blockverleimte Brett-
Bauzeit sowie der ökologische Faktor wichtig ist, inte- schichtholz-Träger die Zugkräfte auf. Der Schubverbund
ressiert sie sich auch für eine Holzvariante. Das Holz zwischen den zwei Materialien wird mit Dübelleisten
soll dabei aus den Wäldern der Gemeinde St. Martin mit Kopfbolzen bewerkstelligt. Die Gründung der Fun-
stammen. Die neue Strassenbrücke hat eine Spannwei- damente kann auf oberflächennahem Felsen
te von 26.3 m und eine Durchgangsbreite von 4.7 m. erfolgen.

Visualisierungen

Situation

Längsprofil

      Normalprofil

     Auflagerdetail

21

Ersatzbauwerk Saanequerung Gümmenen, BLS
Michael Korner
» Betreuer: Karl Baumann, Dipl. Bauingenieur ETH/SIA
» Experte: Claudio Tschuor, Dipl. Bauingenieur HTL

Das Ziel der vorliegenden Bachelor Thesis war es, ein
Ersatzbauwerk für die Saanequerung der BLS in Güm-
menen im Kanton Bern zu konstruieren und rechnerisch
nachzuweisen. Dabei wurde angestrebt, eine moderne
Interpretation des historischen Tragwerks zu entwer-
fen. Nach einer detaillierten Grundlagenforschung
sowie einem umfangreichen Variantenstudium fiel die
Entscheidung auf einen Fischbauchträger in Stahl-Be-
ton-Verbundbauweise. Diese Konstruktionsweise führt
dazu, dass ein Minimum an Material dort eingesetzt
werden kann, wo es benötigt wird. Der hochleistungs-
fähige Brückenträger erinnert mit seiner filigranen
Ästhetik an das historische Tragwerk und stellt mit sei-
nen verschweissten Knoten zugleich eine moderne
Lösung dar.

                            3D Modell des Tragwerks 1 und 2        Visualisierung des Tragwerks unterwasserseitig nach Osten

                                                              22

Ansicht von der Oberwasserseite

               Ansicht Auflager West

23

Konstruktive Sicherheit eines Speichersees
Albin Kretz
» Betreuer: Hansjörg Vogt, Dipl. Ing. ETH, M.Eng. RPI
» Experte: Imad Lifa, Prof. Dr. Ing. TU/SIA

Die Schneesicherheit ist ein zentraler Aspekt für den
wirtschaftlichen Erfolg eines Skigebietes. Schneeman-
gel infolge Trockenheit und hohen Temperaturen stellt
Skigebiete vor grosse Herausforderungen. Für die
Beschneiung werden in kurzer Zeit grosse Wassermen-
gen benötigt. Um kurzfristig über genügend Wasserre-
serven zu verfügen, wurde ein Speichersee mit einem
Nutzvolumen von rund 300'000 m3 geplant. Im Rah-
men des Vorprojektes wurde ein detailliertes Varianten-
studium verschiedener Dammsysteme erarbeitet. Dabei
wurde die Variante eines homogenen Erddammes als
Bestvariante evaluiert. Im Rahmen des Bauprojektes
wurden sämtliche Aspekte der konstruktiven Sicherheit
wie die Ableitung von Hochwasser und die strukturelle
Integrität des Dammes untersucht. Der Vergleich der
verschiedenen Berechnungsmethoden zeigte sowohl
für den statischen als auch den dynamischen Fall, dass
unter Anwendung von komplexen Berechnungsverfah-
ren deutlich wirtschaftlichere Konstruktionen möglich Situation Speichersee

sind.

Schnitt mit der grössten Stauhöhe

Momentane Verformung des Dammes bei t=13.55 s

Sicherheitsfaktor vs. Zeit bei rascher Absenkung                                       Newmarkanalyse

                                                                              Stationäre Sickerströmung

                                                        Sickerlinie nach Absenkung Seespiegel in 3 Tagen

                                                                               Sickerlinie nach 30 Tagen

                                                   25

Lehnenbrücke Stalusa I
Andrea Luca Lenz
» Betreuer: Pieder Hendry, Dipl. Bauingenieur ETH/SIA
» Experte: Matthias Wielatt, MSc Bauingenieur ETH/SIA

Die Lehnenbrücke Stalusa I ist Teil der Oberalpstrasse Gelagert wird der neue Überbau auf den bestehenden
und befindet sich auf der Strecke zwischen Sumvitg und Pfeiler und Widerlager, welche infolge der grösser
Disentis / Mustér im Bündner Oberland. Im Rahmen der gewählten Fahrbahnbreite von 9.00 m entsprechend zu
Strassenkorrektion Punt Russein - Brücke Val Lumpeg- verbreitern sind. Entsprechend wird auch deren Natur-
na plant das Tiefbauamt Graubünden den Ersatz der steinmauerwerk instand gestellt.
bestehenden Brücke aufgrund ihres schlechten Zustan-
des. Nach der Durchführung eines Variantenstudiums Die Bauausführung soll während einer Bausaison von
mit insgesamt vier verschiedenen Lösungsansätzen Anfang April bis Ende Oktober stattfinden. Der Verkehr
wurde entschieden, die Variante «Unterspannung» zum kann dabei einspurig über das alte, bergseitig verlau-
Bauprojekt weiterzuentwickeln. fende Trasse der Oberalpstrasse geführt werden. Die
finanziellen Aufwendungen belaufen sich gemäss dem
Der vorgespannte dreifeldrige Durchlaufträger aus Stahl- Kostenvoranschlag auf insgesamt sFr. 1‘969‘000.- inkl.
beton verfügt im Mittelfeld über eine Unterspannung, die Unvorhergesehenem, Honorare und MwSt.
als Fischbauch ausgebildet ist. Die Spannweiten belau-
fen sich auf 12.40 m – 23.00 m – 12.40 m. Insgesamt
verfügt der Plattenquerschnitt über sechs Litzenkabel,
die entlang des Mittelfelds in der Unterspannung geführt
werden.

Übersichtsfoto

Situation

                       Längsschnitt

Querschnitt        Detail Pfeilerkopf

              27

Holzfussgängerbrücke über den Schächen
Raul Negri
» Betreuer: Daniel Schmid, BSc Holzbauingenieur TST
» Experte: Pascal Fleischer, Dipl. Bau-Ing. MSc/ETH/HTL/SIA

Im Rahmen des Ausbaus der West-Ost-Umfahrung wird Im Variantenstudium fiel die Wahl auf eine Trogbrücke.
in der Gemeinde Schattdorf, Kanton Uri, südlich der Die Spannweite beträgt 25.50 m und die lichte Breite
Schächenbrücke der Knoten Schächen neugestaltet. im Querschnitt 3.0 m. Die Brücke ist als einfache Bal-
Miteinhergehend mit dem Bau des Kreisels Schächen ken gelagert. Der Überbau besteht aus tragenden Holz-
und der neuen West-Ost-Verbindungsstrasse wird eben- platten und Gussasphalt. Querrahmen aus Stahl
falls die Verkehrsführung über den Schächen ange- übertragen die Kräfte vom Überbau zu den Längsträger
passt, so dass nur noch der motorisier te aus GL28h und dienen zusätzlich als Aussteifung und
Strassenverkehr und die Radfahrer über die Schächen- Stabilisierung.
brücke geführt werden. Als Ersatz des Gehwegs soll
nun östlich der bestehenden Schächenbrücke die neue Die Herausforderungen an der Trogbrücke sind die
Fussgängerbrücke gebaut werden, die den Fussgän- Schneeräumung mit 7.2 Tonnen schwere Unterhalts-
gerverkehr über den Schächen führt. fahrzeuge, eine Umgehungsgerinne für die Fischwan-
derung, die in der Nähe vom Widerlager geplant ist und
der Holzschutz, um die Dauerhaftigkeit zu gewährleis-
ten. Die Fussgängerbrücke wird in einer Werkstatt vor-
gefertigt, auf der Baustelle transportiert und mit einem
Kran positioniert.

Visualisierung der Trogbrücke

Grundriss der Trogbrücke

       Querschnitt der Trogbrücke

     Visualisierung der Trogbrücke

29

Strassenkorrektion Alvaneu Dorf, innerorts
Selina Oberhauser
» Betreuer: Max Knecht, Dipl. Bauing. ETH
» Experte: Behar Rushiti, BSc Bauingenieur FHO

Die kantonale Hauptstrasse H471b (Landwasserstre- Dass ein Einhalten des vorgeschriebenen Tempolimits
cke) führt von Tiefencastel nach Davos, direkt durch gewährleistet ist, gilt es die betriebliche Anordnung von
das Dorfzentrum von Alvaneu Dorf. Der Strassenab- Tempo 30 mit baulichen Massnahmen zu unterstützen.
schnitt in diesem Bereich ist allgemein in einem baulich
schlechten Zustand und weist hinsichtlich Verkehrssi- Einfahrtstore signalisieren den Beginn des Tempo 30
cherheit aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeit und Bereiches. Innerhalb des Projektperimeters ist die Fahr-
den engen Platzverhältnissen im Verkehrsraum durch bahn abschnittsweise durch horizontale Versätze einge-
die bestehende Bebauung grosse Defizite auf. engt, sodass die Durchfahrt für den motorisierten Verkehr
unterbrochen ist. Durch die Reduktion der Fahrbahnbreite
Eine Reduktion der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit erhält der Fussgänger eine durchgehende, eigenständige
zur Verbesserung der Verkehrssicherheit ist infolge feh- Anlage über den gesamten Projektabschnitt.
lender Alternativen zweck- und verhältnismässig.

Situationsplan Bereich innerorts

Normalprofil ausserorts (Trottoir mit hoher Anschlagkante)

     Normalprofil innerorts (Trottoir mit niedriger Anschlagkante)

                      Normalprofil innerorts, Fahrbahnhaltestelle

31

Strassenkorrektion Prättigauerstrasse H28a
Enrico Riedi
» Betreuer: Behar Rushiti, BSc Bauingenieur FHO
» Experte: Daniel Imhof, BSc Bauingenieur ZFH, EMBA FH

Die vorliegende Bachelor Thesis beinhaltet die Stras- Die projektierte Strasse behält ihren Strassencharakter
senkorrektion der Prättigauerstrasse H28a, welche sich und fügt sich optimal in die Landschaft ein. Die hand-
in der Gemeinde Kloster / Davos befindet. Der Projekt- werklich sehr gelungenen bergseitigen Zyklopenmau-
perimeter vom Grüenbödeli bis zur Unterquerung Stütz- ern bleiben grösstenteils bestehen. Die Bushaltestelle
bach weist eine Länge von etwa 2'250 m auf. Unter Laret wird versetzt, mit einer Bushaltebucht aus-
gestattet und behindertengerecht ausgeführt. Die Kno-
Die Linienführung wird optimiert und der Strassenkör- tenpunkte sind durch die neue Linienführung viel
per verbreitert. Die Fahrbahn hat eine Breite von 6.50 übersichtlicher gestaltet.
m und in den Kurven wird sie zusätzlich erweitert.
Zusätzlich wird ein bergseitiger Fahrradstreifen von Während den Bauphasen wird der Verkehr mindestens
1.50 m über den gesamten Projektabschnitt geführt. einspurig geführt, damit die wichtige Verbindung nach
Die seitlichen Hindernisfreiheiten betragen bergseitig Davos weiterhin genutzt werden kann. Die Gesamtkos-
0.80 m und talseitig 1.00 m. Infolge der topografischen ten +/-10% belaufen sich auf rund 17 Mio. CHF inkl.
Verhältnisse werden beidseitig neue Stützkonstruktio- MwSt.
nen notwendig. Es werden neue bergseitige Schwerge-
wichtsmauern auf einer Gesamtlänge von 123 m und Die Strassenkorrektion dieses Abschnittes ist ein Mehr-
eine talseitige Schwergewichtsmauer von 156 m neu wert für alle Verkehrsbeteiligten. Durch die Verbreite-
erstellt. Zusätzlich erfolgt auf einer Länge von 520 m rung wird die Verkehrssicherheit aller Teilnehmer
eine Lehnenkonstruktion, da eine talseitige Schwerge- deutlich erhöht und der zukünftig wachsenden Ver-
wichtsmauer aufgrund der Höhe nicht mehr wirtschaft- kehrsbelastung gerecht.
lich und nachhaltig wäre. Die Böschungen werden
generell mit der Neigung 3:4 erstellt, wobei bei Felsma-
terial auch mit 10:1 geböscht werden kann.

Übersicht Projektperimeter Bau- und Verkehrsphasen

Normalprofil bergseitige Schwergewichtsmauer

                               Normalprofil Lehnenbrücke

     Überprüfung Befahrbarkeit – Bushaltebucht Unter Laret

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Strassenkorrektion Prättigauerstrasse H28a
Abschnitt Wijeregg – Ober Laret (km 1.7 – 4.0)
Lukas Schierscher

» Betreuer: Daniel Imhof, BSc Bauingenieur ZFH, EMBA FH
» Experte: Behar Rushiti, BSc Bauingenieur FHO

Die Verunfalltenrate der Prättigauerstrasse liegt deut-        Das Projekt erhöht die Verkehrssicherheit und -qualität,
lich über dem durchschnittlichen Wert der Schweizer            da die Sichtverhältnisse und die optische Führung ver-
Ausserortsstrassen. Gründe dafür sind die kritische            bessert werden. Durch die vergrösserten horizontalen
Linienführung des Veloverkehrs, ein zu enger Strassen-         Ausrundungsradien ist ausserdem eine stetigere Lini-
querschnitt und die zum Teil ungenügenden Sichtver-            enführung vorhanden und Kurven sind dadurch besser
hältnisse. Auch bei den bestehenden Knoten wird eine           erkennbar.
erhöhte Anzahl von Unfällen registriert.

Die Strassenkorrektion im Abschnitt zwischen Wijeregg
bis Ober Laret sieht vor, einen Radstreifen anzuordnen
und den Fahrbahnquerschnitt für den massgebenden
Begegnungsfall auszubauen. Zusätzlich wird der Quer-
schnitt um die geforderten seitlichen Hindernisfreihei-
ten ergänzt. Der Knoten an der Weidstrasse erhält einen
Linksabbiegestreifen mit offener Einleitung.

                                         Typischer Auszug aus Situationsplan (talseitige Strassenverbreiterung mit Kunstbauten)

                                                          34

Normalprofil bei Abschnitt mit Lehnenbrücke

Auszug aus Situationsplan bei Knoten Weidstrasse mit neuer Busbucht

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Verformungsanalyse einer tiefen
Baugrubensicherung
Alexandra Signer

» Betreuer: Peter Goj, Dipl.-Ing. Bau TU
» Experte: Dionysios Stathas, Ph.D Bau-Ing. HKUST

Für den sich zurzeit im Rohbau befindenden Neubau Anschliessend wurde mit den angegebenen Boden-
eines fünfstöckigen Gebäudes mit vier Untergeschos- kenngrössen der tatsächlich ausgeführte Baugruben-
sen an dicht bebauter, innerstädtischer Lage war eine verbau modelliert. Die erhaltenen Deformationen
bis zu 13 m hohe Baugrubensicherung erforderlich. wurden mit den während der Bauausführung gemes-
Unter 6 m künstlicher Auffüllung liegt am Standort eine senen Verformungen verglichen und eine Rückrech-
mächtige Schicht aus mitteldicht bis sehr dicht gela- nung der Baugrundkennwer te sowie eine
gerten Wildbachablagerungen vor. Sensitivitätsanalyse der massgebenden Bodenparame-
ter durchgeführt.
Im Variantenstudium wurden eine Rühlwand und eine
Mikropfahlnagelwand einander gegenübergestellt. Die
Wahl fiel dabei auf die teilweise vorgespannte Mikrop-
fahlnagelwand. Mit dem Finite-Elemente-Programm
OPTUM G2 wurden Verformungsberechnungen durch-
geführt und die Anordnung der vorgespannten Anker-
lagen optimiert.

Baugrunddeformationen für die Bestvariante links und die optimierte Bestvariante rechts

Ansicht der teilweise vorgespannten Mikropfahlnagelwand

  Mikropfahlnagelwand mit den rechnerischen horizontalen
                                    Wanddeformationen             Verformungsanalyse der beim Bau ausgeführten Mikropfahlwand

Sensitivitätsanalyse der Baugrundkennwerte am Beispiel der        Sensitivitätsanalyse der Baugrundkennwerte mit Setzungen hinter
                                optimierten Mikropfahlwand                                               der Baugrubensicherung

                                                             37

Gesamtverkehrskonzept Splügen
Saskia Stocker
» Betreuer: Max Knecht, Dipl. Bauing. ETH
» Experte: Daniel Imhof, BSc Bauingenieur ZFH, EMBA FH

Sicherheitslücken und Schwachstellen kennzeichnen Konzeptionelle Bau- und Verkehrsphasen präsentieren
die Gesamtverkehrssituation in Splügen. Schulwege während der Realisierungsphase eines Tagbautunnels
führen teilweise ohne Gehwege entlang von Kantons- eine mögliche Lösung. Zusätzlich wird ein Gesamtver-
strassen und die Strassen werden bei Hochwasser kehrskonzept aufgezeigt. Dieses beinhaltet ein sicheres
überflutet, so dass der Verkehr zum Erliegen kommt. und durchgängiges Fussgängerwegnetz mit einer neu-
Die Autobahn A13, welche auf einem aufgeschütteten en Fussgängerbrücke über den Hinterrhein, ein Park-
Damm mitten durch das Dorf führt, verringert die haus für Tagestouristen und ein neu geschaffenes,
Lebensqualität sowie die Attraktivität des historischen zentralgelegenes Naherholungsgebiet.
Passdorfes. Mit einer Absenkung und Überdeckung der
A13 im Dorfbereich kann die Bevölkerung vor den nega-
tiven Einflüssen des zunehmenden Verkehrs geschützt
werden.

Bestvariante des Variantenstudiums zur Fussgängerinfrastruktur

Ausschnitt Situation Gesamtverkehrskonzept inkl. des Sanierungsprojekt der A13 (grün)

Normalprofil der neuen Anschlusstrasse Süd auf Höhe der Bushaltestelle Splügen, Bergbahnen

                                   Ausschnitt der konzeptionellen Bau- und Verkehrsphase 2

                                   Ausschnitt der konzeptionellen Bau- und Verkehrsphase 8

   Ausschnitt Situation mit den Rahmenbedingungen der Tieferlegung der A13 im Dorfbereich

                      39

Verbauung Ova dal Munt
Cédric Wellinger
» Betreuer: Peter Mosimann, BSc Bauingenieur FHO
» Experte: Benno Zarn, Dr. sc. techn., dipl. Bau-Ing. ETH

Das kleine Dorf Curtins, welches im Oberengadin in Eine Geländeanpassung die als Gebäudeschutz für
Richtung des Fex Tals leicht abgeschottet liegt, ist von einen weiteren gefährdeten Haus dient vervollständigt
Murgängen stark gefährdet. Ausgangspunkt dafür ist als vierte Massnahme die Verbauung Ova dal Munt.
das Gerinne namens Ova dal Munt. Im Rahmen der
Bachelor Thesis ist für den Abschnitt Ova dal Munt eine Mit dem Programm RAMMS (Rapid Mass Movement
Lösung erarbeitet worden, welche das Risiko von Mur- Simulation) konnte die Bestvariante in den Szenarien
gängen im Dorf Curtins verkleinert und Schutzziele eines 30-, 100- und 300–jährlichen Ereignis simuliert
sowie gewässerökologische Anforderungen erfüllt. werden. Dabei sind die maximalen Fliesstiefen,
Geschwindigkeiten und Belastung des Murganges
Die Lösung basiert auf vier verschiedenen Schutzmass- ersichtlich geworden. Diese Ergebnisse waren mass-
nahmen, die zusammen die Bestvariante für eine mög- gebend für die Berechnung des Freibordes und somit
liche Verbauung der Ova dal Munt ergeben. Der als für die Dimensionierung der Massnahmen.
Erddamm fungierende Leitdamm, mit einbetoniertem
Blocksatz als Sicherung gegen Erosion, verhindert ein In Curtins sind gemäss Intensitätskarten Gebäuden
Fliessen des Murganges über die Gerinneböschung in sowie Strassenverkehr von einem Murgang betroffen.
Richtung Dorf. Ein Spaltkeil wirkt als Schutz gegen Ein- Mit dem Programm EconoMe 5 errechnet sich ein jähr-
wirkungen oder Anprall durch Murgänge, indem er den licher Schadenausmass vor den Massnahmen von ca.
Prozess spaltet und seitlich am betroffenen Gebäude 25'000 CHF und nach den Massnahmen von ca. 5'000
vorbeileitet. Der Abschnitt zwischen Dorf und Brücke CHF. Somit ergibt das eine Risikoreduktion von 20’000
der Verkehrsstrasse Via da Fex wird als Strassen- CHF pro Jahr. Im Vergleich mit der Grobkostenschät-
schwelle in vertikaler Linienführung angepasst und ver- zung der Verbauung Ova dal Munt von 825'000 CHF
hindert beim Überströmen der Brücke ein Fliessen des ergibt das ein Nutzen / Kosten Verhältnis von 1.1 für
Murganges auf dem Strassenasphalt in Richtung Dorf. eine Nutzungsdauer von 50 Jahren.

Übersicht der Schutzmassnahmen

Normalprofil Leitdamm

                                              Draufsicht Spaltkeil

     100-jähriges Ereignis eines Murganges ohne Schutzmassnahmen

      100-jähriges Ereignis eines Murganges mit Schutzmassnahmen

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Impressum

Institut für Bauen im alpinen Raum

Bachelorstudium Bauingenieurwesen

Studienleitung: 		         Imad Lifa, Prof. Dr. Ing. TU/SIA
			                        Stv., Pérez Plácido, Dipl. Bauing. HTL
Studienassistenz:          Marlene Marty

Ausgabedatum:		            23.September 2021

Die Kurzbeschreibungen wurden von den jeweiligen Diplomanden selbst verfasst.
Die Abbildungen wurden, sofern nicht anders erwähnt, von den Diplomanden selbst erstellt.

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  © FH Graubünden, September 2021

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